[go: up one dir, main page]

RU2298300C2 - Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element - Google Patents

Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element Download PDF

Info

Publication number
RU2298300C2
RU2298300C2 RU2002119726/28A RU2002119726A RU2298300C2 RU 2298300 C2 RU2298300 C2 RU 2298300C2 RU 2002119726/28 A RU2002119726/28 A RU 2002119726/28A RU 2002119726 A RU2002119726 A RU 2002119726A RU 2298300 C2 RU2298300 C2 RU 2298300C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter according
piezoelectric element
housing
ceramic body
coating
Prior art date
Application number
RU2002119726/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002119726A (en
Inventor
Михаэль БИРТ (DE)
Михаэль БИРТ
Петрос БАДАЛЬЯН (DE)
Петрос БАДАЛЬЯН
Тимофей Григорьевич Лупейко (RU)
Тимофей Григорьевич Лупейко
кова Светлана Тимофеевна Пол (RU)
Светлана Тимофеевна ПОЛЯКОВА
Елена Тимофеевна Брайцева (RU)
Елена Тимофеевна БРАЙЦЕВА
Original Assignee
Хольмберг Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10137424A external-priority patent/DE10137424C2/en
Priority claimed from DE10137425A external-priority patent/DE10137425B4/en
Application filed by Хольмберг Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Хольмберг Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of RU2002119726A publication Critical patent/RU2002119726A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2298300C2 publication Critical patent/RU2298300C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02Microphones
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/85Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/853Ceramic compositions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • H10N30/883Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/46Special adaptations for use as contact microphones, e.g. on musical instrument, on stethoscope

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: engineering of devices for transforming pressure signals to electric signals and vice versa.
SUBSTANCE: transformer of oscillations contains piezo-element, which is mounted in the body. One end surface of piezo-electric element is rigidly connected to bottom of body. Another end surface represents a surface, which is sensitive to oscillations and, preferably, is not covered by body. Volume of body is filled with filling composition. Piezoelectric element is mechanically isolated from filling composition. Piezoelectric element contains porous homogeneous ceramic body and at least two electrodes connected thereto. Porous ceramic body has open pores and is covered with elastic cover, preferably across whole surface.
EFFECT: increased sensitivity.
16 cl, 3 dwg

Description

Изобретение касается пьезоэлектрического элемента для преобразования сигналов давления в электрические сигналы, и наоборот, согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения, а также преобразователя колебаний с пьезоэлектрическим элементом.The invention relates to a piezoelectric element for converting pressure signals into electrical signals, and vice versa, according to the restrictive part of the independent claim, as well as an oscillation transducer with a piezoelectric element.

Из DE 4029972 известен пьезоэлемент, который предназначен для использования в качестве ультразвукового преобразователя и который состоит из нескольких слоев пористой пьезокерамики, размещенных один на другом, с электродами, расположенными между ними. Каждый слой пористой пьезокерамики изготовлен путем протягивания пластиковой пленки сквозь сосуд, который содержит керамический шликер, смешанный с зернами полимера. Стопка из пленки впоследствии прессуется и обжигается. В пределах каждого слоя пористая пьезокерамика имеет перепад пористости, при этом на граничных поверхностях пористость минимальна для улучшения контакта с электродами.A piezoelectric element is known from DE 4029972, which is intended to be used as an ultrasonic transducer and which consists of several layers of porous piezoceramics placed one on top of the other with electrodes located between them. Each layer of porous piezoceramics is made by drawing a plastic film through a vessel that contains a ceramic slip mixed with polymer grains. A stack of film is subsequently pressed and fired. Within each layer, the porous piezoceramic has a difference in porosity, while the porosity on the boundary surfaces is minimal to improve contact with the electrodes.

Преобразователи колебаний используются в самых различных целях; они могут использоваться в микрофонах, например контактных микрофонах для передачи информации, в датчиках ускорений, устройствах для аускультативной диагностики, для сейсмических исследований или аналогичных применений, в системах безопасности и других устройствах.Vibration transducers are used for a wide variety of purposes; they can be used in microphones, for example contact microphones for transmitting information, in acceleration sensors, devices for auscultative diagnostics, for seismic studies or similar applications, in security systems and other devices.

Из ЕР 0515521 В1 известен пьезокерамический датчик ускорений, который включает коробчатый, состоящий из двух частей, корпус из стекла или керамики, в котором формируется выемка, при этом между двумя частями корпуса закреплена пластина из пьезокерамики, которая вставлена в выемку. Пластина из пьезокерамики снабжена электродами в краевой угловой области, которая служит для соединения между половинами корпуса, причем половины корпуса имеют металлизацию для присоединения электродов с помощью контактных соединительных площадок к электрической схеме.A piezoceramic acceleration sensor is known from EP 0515521 B1, which includes a box-shaped, two-part, glass or ceramic case in which a recess is formed, while a plate made of piezoceramics is fixed between the two parts of the body and inserted into the recess. A piezoelectric ceramic plate is provided with electrodes in the edge corner region, which serves to connect between the halves of the housing, the halves of the housing having metallization for connecting the electrodes with the help of contact connecting pads to the electric circuit.

Целью изобретения является создание пьезоэлектрического элемента для преобразования сигналов давления в электрические сигналы, и наоборот, который имеет повышенную чувствительность и одновременно достаточную механическую прочность, при этом чувствительность преобразователя особенно повышена в одном направлении.The aim of the invention is the creation of a piezoelectric element for converting pressure signals into electrical signals, and vice versa, which has an increased sensitivity and at the same time sufficient mechanical strength, while the sensitivity of the transducer is especially increased in one direction.

Согласно изобретению эта цель достигается посредством признаков, изложенных в независимых и зависимых пунктах формулы изобретения.According to the invention, this goal is achieved through the features set forth in the independent and dependent claims.

Посредством признаков, конкретизированных в зависимых пунктах, возможно получение дополнительных преимуществ и улучшений.By means of the features specified in the dependent clauses, additional benefits and improvements are possible.

Под пористой пьезокерамикой здесь понимается пьезокерамический материал, например на основе отвержденной смеси цирконата-титаната свинца, имеющий пьезоэлектрические свойства и имеющий поры. В зависимости от того, имеет ли керамическое тело закрытые, то есть изолированные, или открытые, то есть сообщающиеся, поры, пористая пьезокерамика относится к пьезокомпозитам, которые соответствуют связи 3-0 или 3-3.Porous piezoceramics here means a piezoceramic material, for example, based on a cured mixture of lead zirconate-titanate, having piezoelectric properties and having pores. Depending on whether the ceramic body has closed, that is, isolated, or open, that is, communicating, pores, porous piezoceramics refers to piezocomposites that correspond to bonds 3-0 or 3-3.

Известно, что с переходом от высокотвердой низкопористой керамики к высокопористой пьезокерамике пьезоэлектрическая константа gн (чувствительность к звуку в воздухе/толщина пьезокерамики), которая является мерой чувствительности, значительно увеличивается, причем при пористости более 30% по объему происходит нелинейное увеличение упругой деформируемости керамики и уменьшение коэффициента Пуассона, то есть коэффициента поперечного сжатия, в соответствии с увеличением пористости. Первое свойство гарантирует высокую чувствительность, а второе обеспечивает то, что при механических колебаниях, действующих в пространстве во все стороны, величина пьезоэлектрической константы gн, то есть чувствительность, остается равной своему полному значению вдоль поляризационной оси, в то время как у твердой керамики она понижается из-за наложения сигнальных компонент главной оси, то есть поляризационной оси с противофазными сигнальными компонентами вторичных осей, так что пьезоэлемент становится менее чувствительным.It is known that with the transition from high-hard low-porous ceramics to highly porous piezoceramics, the piezoelectric constant g n (sound sensitivity in air / thickness of piezoceramics), which is a measure of sensitivity, increases significantly, and with porosity of more than 30% by volume, a nonlinear increase in the elastic deformability of ceramics and a decrease in the Poisson's ratio, that is, the transverse compression coefficient, in accordance with the increase in porosity. The first property guarantees high sensitivity, and the second ensures that with mechanical vibrations acting in space in all directions, the value of the piezoelectric constant g n , that is, the sensitivity, remains equal to its full value along the polarization axis, while for solid ceramics it decreases due to the superposition of the signal components of the main axis, that is, the polarization axis with antiphase signal components of the secondary axes, so that the piezoelectric element becomes less sensitive.

Этот эффект наиболее выражен у пористой керамики с открытыми порами, однако с увеличением пористости керамического тела его механическая прочность понижается, так что высокопористая керамика обычно не используется. Известно, что для улучшения стойкости высокопористой пьезокерамики с открытыми порами к механическим воздействиям можно заполнять поры различными полимерными соединениями, но при этом удельная пьезочувствительность значительно понижается. Типичными заполнителями являются эпоксидная смола и силиконовый каучук.This effect is most pronounced in porous ceramic with open pores, however, with increasing porosity of the ceramic body, its mechanical strength decreases, so highly porous ceramics are usually not used. It is known that to improve the resistance of highly porous piezoelectric ceramics with open pores to mechanical stresses, pores can be filled with various polymer compounds, but the specific piezoelectric sensitivity is significantly reduced. Typical fillers are epoxy and silicone rubber.

Благодаря тому, что согласно изобретению пористое керамическое тело включает открытые поры и снабжается эластичным покрытием по меньшей мере на той его поверхности, которая не занята электродами, пьезоэлектрическая константа пьезоэлектрического элемента значительно увеличивается, а эластичное покрытие улучшает механическую прочность керамического тела. В то же самое время очень удобно, когда керамическое тело по всей его поверхности герметично защищено покрытием.Due to the fact that, according to the invention, the porous ceramic body includes open pores and is provided with an elastic coating at least on that surface which is not occupied by electrodes, the piezoelectric constant of the piezoelectric element is significantly increased, and the elastic coating improves the mechanical strength of the ceramic body. At the same time, it is very convenient when a ceramic body over its entire surface is hermetically protected by a coating.

Роль эластичного покрытия, кроме увеличения механической прочности керамического тела с более высокой пористостью, посредством чего становится возможным его использование в пьезоэлектрическом элементе для преобразования сигналов давления в электрические сигналы, и наоборот, состоит в том, что благодаря этому покрытию эффект акустической волны повышает перепад давления между внутренним объемом пьезоэлемента и окружающей средой и, соответственно, достигается повышенная деформируемость пьезоэлемента. Из-за низкого коэффициента Пуассона высокопористой пьезокерамики повышенная объемная деформация преобразуется в одноосевую, главным образом продольную, деформацию, которая в результате прямого пьезоэффекта создает электрический заряд на электродах пьезоэлемента. В конечном итоге сигнал объемной деформации преобразуется пьезоэлементом из пористой керамики в электрический сигнал соответственно высокого уровня. При отсутствии эластичного покрытия деформация пьезоэлемента значительно меньше, так как в нем не возникает перепада давления и его пьезоэлектрическая константа также более низкая.The role of the elastic coating, in addition to increasing the mechanical strength of a ceramic body with a higher porosity, whereby it can be used in a piezoelectric element to convert pressure signals into electrical signals, and vice versa, is that due to this coating, the effect of the acoustic wave increases the pressure drop between the internal volume of the piezoelectric element and the environment and, accordingly, increased deformability of the piezoelectric element is achieved. Due to the low Poisson's ratio of highly porous piezoceramics, increased volumetric deformation is converted to uniaxial, mainly longitudinal, deformation, which, as a result of the direct piezoelectric effect, creates an electric charge on the electrodes of the piezoelectric element. Ultimately, the volumetric strain signal is converted by a piezoelectric element from porous ceramic to an electrical signal of a correspondingly high level. In the absence of an elastic coating, the deformation of the piezoelectric element is much less, since there is no pressure drop in it and its piezoelectric constant is also lower.

Предпочтительно, если пористое керамическое тело по всей площади сечения по существу однородно в отношении распределения открытых пор, сообщающихся друг с другом. Чтобы не нарушить посторонним материалом "дыхание", благодаря которому перепад давления в пределах керамического тела увеличивается, поры заполнены только воздухом или газом, а не твердым наполнителем, и не используется слоистая структура из различных материалов.Preferably, the porous ceramic body is substantially uniform over the entire cross-sectional area with respect to the distribution of open pores in communication with each other. In order not to disturb the "breathing" by extraneous material, due to which the pressure drop within the ceramic body increases, the pores are filled only with air or gas, and not with a solid filler, and a layered structure of various materials is not used.

Также толщина эластичного покрытия, которое имеет упругость в области между 10 и 50 по Шору, предпочтительно между 10 и 30 по Шору, должна быть выбрана в зависимости от материала так, чтобы деформация не подавлялась. Эта толщина находится в диапазоне от 0,1 до 1,5 мм, предпочтительно приблизительно от 0,1 до 0,5 мм.Also, the thickness of the elastic coating, which has an elasticity in the region between 10 and 50 Shore, preferably between 10 and 30 Shore, should be selected depending on the material so that the deformation is not suppressed. This thickness is in the range from 0.1 to 1.5 mm, preferably from about 0.1 to 0.5 mm.

Пористость предпочтительно должна быть выбрана настолько высокой, насколько это возможно, при этом верхний предел ограничен заданной прочностью, желательной чувствительностью и способом изготовления.Porosity should preferably be selected as high as possible, with the upper limit being limited by a given strength, desired sensitivity and manufacturing method.

Поскольку преобразователь колебаний согласно изобретению включает пьезоэлемент с пористым керамическим телом с открытыми порами, где одна торцевая поверхность пьезоэлектрического элемента по существу жестко соединена с дном корпуса, а противоположная торцевая поверхность образует чувствительную поверхность, и объем корпуса по меньшей мере частично заполнен заливочным составом, причем пьезоэлемент механически отделен от заливочного состава, достигается высокая чувствительность преобразователя к сигналам колебаний при хорошем отношении сигнал/шум, а благодаря механическому отделению амплитудно-частотная характеристика преобразователя улучшается, причем из-за жесткого соединения пористого керамического тела с дном корпуса, с учетом окружающего его заливочного состава, чувствительность будет направленной.Since the oscillation transducer according to the invention includes a piezoelectric element with a porous ceramic body with open pores, where one end surface of the piezoelectric element is essentially rigidly connected to the bottom of the body, and the opposite end surface forms a sensitive surface, and the volume of the body is at least partially filled with a filling composition, the piezoelectric element mechanically separated from the casting composition, a high sensitivity of the converter to vibration signals is achieved with good Ocean signal / noise ratio, due to a mechanical separation of the amplitude-frequency response of the transducer is improved, and because of the rigid connection of the porous ceramic body with a bottom casing surrounding it with the casting compound, the sensitivity will be directed.

Дополнительным преимуществом является то, что корпус установлен на рамке из материала, поглощающего колебания, и соединен с ней, то есть установлен упруго и так, чтобы гасить колебания, так как при этом чувствительность преобразователя к посторонним колебаниям резко уменьшается при поддержании высокой чувствительности по отношению к колебаниям, которые действуют на переднюю сторону преобразователя, причем этот эффект еще больше усиливается, если рамка образована втулкой, окружающей корпус, и опорной пластиной, а между втулкой и корпусом, и между опорной пластиной и корпусом имеется промежуток, который заполнен гасящей или поглощающей колебания средой.An additional advantage is that the housing is mounted on a frame of vibration-absorbing material and connected to it, that is, is mounted resiliently and so as to damp vibrations, since the sensitivity of the transducer to extraneous vibrations decreases sharply while maintaining high sensitivity with respect to vibrations that act on the front side of the transducer, and this effect is further enhanced if the frame is formed by a sleeve surrounding the housing and the support plate, and between the sleeve and the housing m, and there is a gap between the support plate and the housing, which is filled with a damping or absorbing medium.

Примеры вариантов конструкции согласно изобретению показаны на чертежах и рассматриваются ниже более подробно.Examples of design options according to the invention are shown in the drawings and are discussed below in more detail.

На фиг.1 показано сечение пьезоэлектрического элемента согласно примеру выполнения настоящего изобретения.Figure 1 shows a cross section of a piezoelectric element according to an exemplary embodiment of the present invention.

На фиг.2 показано сечение преобразователя колебаний согласно первому примеру выполнения изобретения.Figure 2 shows a cross section of a vibration transducer according to a first embodiment of the invention.

На фиг.3 показано сечение для другого примера выполнения преобразователя колебаний согласно изобретению.Figure 3 shows a cross section for another exemplary embodiment of a vibration transducer according to the invention.

На фиг.1 показано пористое и по существу однородное керамическое тело, обозначенное позицией 1, которое имеет открытые поры, причем объем, занятый порами, составляет не меньше 10%, предпочтительно - больше 30%; например, пористость может лежать между 50 и 70%. Поры обычно заполнены воздухом, но могут также содержать другие газы. К двум противолежащим поверхностям керамического тела присоединены два электрода 2, которые соединены с соединительными проводниками 3. Керамическое тело 1 по всей его периферии, кроме поверхности, занятой электродами 2, снабжено герметичным эластичным покрытием 4, например из полимера типа полиуретана, силиконового каучука, изопренового каучука или аналогичного материала. Толщина покрытия не должна быть слишком большой, чтобы сохранялась деформируемость керамического тела под действием колебаний, то есть чтобы деформация не предотвращалась, то же самое касается упругости покрытия. Упругость должна, например, находится в области от 10 до 50 единиц по Шору А, предпочтительно от 10 до 30 единиц по Шору А. Толщина слоя эластичного покрытия может находиться в диапазоне между от 0,1 до 1,5 мм, предпочтительно между 0,1 до 1,0 мм, в зависимости от используемого материала. Особенно хорошие результаты достигаются при толщине между 0,1 и 0,5 мм.1 shows a porous and substantially uniform ceramic body, indicated by 1, which has open pores, the volume occupied by the pores being at least 10%, preferably more than 30%; for example, porosity may lie between 50 and 70%. The pores are usually filled with air, but may also contain other gases. Two electrodes 2 are connected to two opposite surfaces of the ceramic body, which are connected to the connecting conductors 3. The ceramic body 1 along its periphery, except for the surface occupied by the electrodes 2, is provided with a tight elastic coating 4, for example, of a polymer such as polyurethane, silicone rubber, isoprene rubber or similar material. The coating thickness should not be too large so that the deformability of the ceramic body under the influence of vibrations is maintained, that is, so that deformation is not prevented, the same applies to the elasticity of the coating. The elasticity should, for example, be in the range from 10 to 50 Shore A units, preferably from 10 to 30 Shore A units. The thickness of the elastic coating layer may be in the range from 0.1 to 1.5 mm, preferably between 0, 1 to 1.0 mm, depending on the material used. Particularly good results are achieved with a thickness between 0.1 and 0.5 mm.

ПримерыExamples

В качестве конкретных примеров выполнения пьезоэлементы были изготовлены из пьезокерамического материала PTZ-36 с пористостью 62-63% объема в форме дисков с диаметром 12 мм и высотой 5 мм. После осаждения металлического слоя на торцевые поверхности дисков, припаивания к этим слоям проводов для снятия сигналов и поляризации керамического корпуса эти поверхности элементов с целью сравнения были герметизированы слоями из различных эластичных полимеров, таких как полиуретан, силиконовый каучук и синтетический каучук.As specific examples of the implementation of the piezoelectric elements were made of piezoelectric material PTZ-36 with a porosity of 62-63% of the volume in the form of disks with a diameter of 12 mm and a height of 5 mm After the metal layer was deposited on the end surfaces of the disks, soldered to these layers of wires to pick up signals and polarized the ceramic body, these surfaces of the elements were sealed for comparison with layers of various elastic polymers such as polyurethane, silicone rubber and synthetic rubber.

Пьезоэлектрическая константа gн определялась согласно формулеThe piezoelectric constant g n was determined according to the formula

gн=Y/h.g n = Y / h.

где Y - чувствительность керамического тела к звуку в воздухе, в мВ/Па; h - высота керамического тела. Измерения проводились в пространстве без отражений на частоте 1000 Гц. Полученные результаты приведены в табл.1.where Y is the sensitivity of the ceramic body to sound in air, in mV / Pa; h is the height of the ceramic body. The measurements were carried out in space without reflections at a frequency of 1000 Hz. The results are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 No. Материал покрытия с толщиной слоя h=0,5 ммCoating material with a layer thickness h = 0.5 mm gн (мВ·м/Н)g n (mVm / N) 1one Эпоксидная смолаEpoxy resin 2828 22 ПолиметилметакрилатPolymethyl methacrylate 2828 33 ПолиуретанPolyurethane 252252 4four Силиконовый каучукSilicone rubber 280280 55 Синтетический изопреновый каучукSynthetic Isoprene Rubber 294294 66 Без покрытияWithout cover 14fourteen

Из приведенных данных следует, что посредством использования эластичных покрытий поддерживается высокая пьезоэлектрическая константа элементов из керамики с открытыми порами, причем чувствительность по сравнению с тем же самым керамическим телом без покрытия повышается в 20 раз. Из таблицы 1 также следует, что неэластичное покрытие приводит к увеличению пьезоэлектрической константы только в 2 раза.From the above data it follows that through the use of elastic coatings, a high piezoelectric constant of open-pore ceramic elements is maintained, and the sensitivity compared to the same uncoated ceramic body is increased by 20 times. From table 1 it also follows that the inelastic coating leads to an increase in the piezoelectric constant only 2 times.

Положительное влияние эластичного покрытия на пьезочувствительность имеет место в широкой полосе частот. В таблице 2 приведены пьезоэлектрические константы gн(мВ·м/Н) в зависимости от частоты для эластичного и неэластичного покрытия.The positive effect of an elastic coating on piezoelectric sensitivity takes place in a wide frequency band. Table 2 shows the piezoelectric constants g n (mV · m / N) depending on the frequency for an elastic and inelastic coating.

Таблица 2table 2 Частота (Гц)Frequency Hz) 1010 100one hundred 10001000 50005000 1000010,000 1500015,000 gн с эластичным g n with elastic 230230 250250 280280 230230 250250 265265 покрытиемcoating gн с неэластичнымg n with inelastic 230230 250250 280280 230230 250250 265265 покрытиемcoating

В отличие от характера пористости (открытые или закрытые поры) размер пор только слегка влияет на пьезочувствительность. В таблице 3 приведены значения чувствительности пьезоэлементов с одной и той же пористостью с открытыми порами в зависимости от размера пор, с покрытием из силиконового каучука.In contrast to the nature of porosity (open or closed pores), pore size only slightly affects piezosensitivity. Table 3 shows the sensitivity values of piezoelectric elements with the same porosity with open pores depending on the pore size, coated with silicone rubber.

Таблица 3Table 3 Размер пор ( в мкм)Pore Size (in microns) gн(мВ·м/Н)g n (mVm / N) 20-8020-80 280280 50-20050-200 308308 100-500100-500 300300 500-1000500-1000 280280

В следующем примере, в таблице 4, пьезочувствительность представлена в зависимости от толщины слоя покрытия, без дополнительной нагрузки массой, при пористости 56%.In the following example, in table 4, the piezoelectric sensitivity is presented depending on the thickness of the coating layer, without additional mass load, with a porosity of 56%.

Таблица 4Table 4 Толщина слоя (мм)Layer thickness (mm) 0,00,0 0,10.1 0,50.5 1,01,0 1,51,5 2,02.0 2,52,5 ЧувствительностьSensitivity к передающемусяto transmitted по воздуху звуку (мВ/Па)airborne sound (mV / Pa) 0,020.02 0,70.7 0,70.7 0,70.7 0,450.45 0,330.33 0,210.21 ЧувствительностьSensitivity к передающемуся поto transmitted by твердому телу звуку (мВ/g)solid body sound (mV / g) 1,21,2 2525 2727 20twenty 15fifteen 11eleven 77

Следует отметить, что при толщине слоя 0,1 и 0,5 мм можно достичь самой высокой чувствительности.It should be noted that with a layer thickness of 0.1 and 0.5 mm, the highest sensitivity can be achieved.

В таком пьезоэлектрическом элементе достигается намного более высокая пьезочувствительность, чем в известных пьезоэлементах, и он имеет более простую конструкцию. По сравнению с пьезоэлементами из сплошной пьезокерамики пьезоэлемент, выполненный согласно изобретению, имеет почти в два раза более высокую пьезоэлектрическую константу, а также характеризуется широким частотным диапазоном (10-200 Гц) и равномерной амплитудно-частотной характеристикой, флуктуации которой в полосе звуковых частот не превышают 6 дБ.In such a piezoelectric element, a much higher piezoelectric sensitivity is achieved than in the known piezoelectric elements, and it has a simpler design. Compared to piezoelectric elements made of solid piezoelectric ceramics, the piezoelectric element made according to the invention has an almost two times higher piezoelectric constant, and also has a wide frequency range (10-200 Hz) and a uniform amplitude-frequency characteristic, the fluctuations of which in the frequency band of sound frequencies do not exceed 6 dB

На фиг.2 показан преобразователь колебаний, в котором используется вышеописанный пьезоэлемент. Преобразователь колебаний включает пьезоэлектрический элемент 22, размещенный в корпусе 8 и окруженный заливочным составом 5, заполняющим корпус 8. Корпус 8 имеет, например, форму бачка, открытого с одной стороны, на фиг.2 - открытого сверху, а пьезоэлемент 22 несколько выступает за уровень заливочного состава 5, образуя тем самым чувствительную поверхность датчика на пьезоэлементе 22. Корпус 8, то есть пьезоэлемент 22 и заливочный состав 5, закрыты экранирующей пленкой 6, выполненной из металлической фольги или из тонкопроволочной сетки или из металлизированной пластиковой пленки или из электропроводящего полимера. Корпус имеет край в виде фланца, который окружен фланцевым кольцом 7, зажимающим экранирующую пленку 6 и край корпуса 8.Figure 2 shows the oscillation transducer, which uses the above piezoelectric element. The oscillation transducer includes a piezoelectric element 22 located in the housing 8 and surrounded by a casting compound 5 filling the housing 8. The housing 8 has, for example, the shape of a tank open on one side, in FIG. 2 it is open from above, and the piezoelectric element 22 is slightly beyond the level of the casting composition 5, thereby forming a sensitive surface of the sensor on the piezoelectric element 22. The housing 8, that is, the piezoelectric element 22 and the casting composition 5, are closed by a shielding film 6 made of metal foil or of a thin-wire mesh or of metal allied plastic film or of an electrically conductive polymer. The housing has an edge in the form of a flange, which is surrounded by a flange ring 7, clamping the shielding film 6 and the edge of the housing 8.

Пьезоэлемент 22 снабжен электродами для передачи электрических сигналов на другие устройства. Электроды 2 соединены со схемой 20 преобразователя импеданса, посредством которой осуществляется соответствующее электрическое согласование.The piezoelectric element 22 is provided with electrodes for transmitting electrical signals to other devices. The electrodes 2 are connected to an impedance converter circuit 20, through which corresponding electrical matching is carried out.

Верхний электрод 2 соединен с экранирующей пленкой 6 через соединение 16, а нижний электрод 2 соединен со схемой 20 преобразователя импеданса через соединительный вывод. Соединительный кабель 18 идет наружу.The upper electrode 2 is connected to the shielding film 6 through the connection 16, and the lower electrode 2 is connected to the circuit 20 of the impedance converter through the connecting terminal. The connecting cable 18 goes out.

Пористое керамическое тело 1 для механической стабилизации и для увеличения перепада давления снабжено эластичным покрытием 4, которое герметично окружает керамическое тело 1 по всей его поверхности.Porous ceramic body 1 for mechanical stabilization and to increase the pressure drop is provided with an elastic coating 4, which hermetically surrounds the ceramic body 1 over its entire surface.

При изготовлении преобразователя колебаний, показанного на фиг.2, пористое керамическое тело 1, снабженное эластичным полимерным покрытием 4, одной торцевой поверхностью посредством жесткого соединения 19 соединяется, например, с адгезивным слоем на дне корпуса. Керамическое тело 1, снабженное эластичным покрытием 4, соединяется со свободной, то есть не жестко присоединенной, оболочкой 9, которая, например, может быть сформирована в виде силиконовой трубки, которая надевается на керамическое тело 1, и затем корпус полностью или частично заполняется заливочным составом - эпоксидной смолой или другим малоэластичным компаундом. При этом оболочка 9 отделяет пьезоэлемент 22 от заливочного состава 5 и обеспечивает их механическое разделение. Схема преобразователя импеданса, соединенная с электродами, залита и окружена тем же самым заливочным составом 5.In the manufacture of the vibration transducer shown in FIG. 2, the porous ceramic body 1, provided with an elastic polymer coating 4, is connected to one end surface via a rigid joint 19, for example, with an adhesive layer at the bottom of the housing. The ceramic body 1, provided with an elastic coating 4, is connected to a free, that is, not rigidly attached, sheath 9, which, for example, can be formed in the form of a silicone tube that is worn on the ceramic body 1, and then the body is completely or partially filled with a casting compound - epoxy resin or other low-elastic compound. In this case, the shell 9 separates the piezoelectric element 22 from the casting composition 5 and ensures their mechanical separation. The impedance converter circuit connected to the electrodes is flooded and surrounded by the same casting compound 5.

В результате выполнения устройства так, как показано на фиг.2, тыльная сторона керамического тела максимально "нагружена" инертной массой корпуса 8, а его передняя сторона максимально "разгружена", что увеличивает чувствительность преобразователя колебаний с этой передней стороны и одновременно понижает его чувствительность с тыльной стороны. Использование защитной оболочки 9 для покрытия поверхности или боковой поверхности пьезоэлемента, помимо прочего, допускает использование малоэластичного материала для заливки корпуса, без понижения при этом чувствительности преобразователя, что делает возможным сдвинуть собственный резонанс преобразователя в область высоких частот и таким образом улучшить его амплитудно-частотную характеристику в области низких частот.As a result of the device, as shown in figure 2, the back side of the ceramic body is "loaded" with the inert mass of the housing 8, and its front side is "unloaded" as much as possible, which increases the sensitivity of the vibration transducer from this front side and at the same time lowers its sensitivity from the back side. The use of a protective shell 9 to cover the surface or side surface of the piezoelectric element, among other things, allows the use of a low-elastic material for filling the case, without lowering the sensitivity of the transducer, which makes it possible to shift the inherent resonance of the transducer to the high-frequency region and thus improve its amplitude-frequency characteristic in the field of low frequencies.

Такой преобразователь может, как уже было упомянуто выше, использоваться как контактный микрофон или микрофон для обнаружения шумовых ударных ускорений, причем в этом случае только торцевая поверхность пьезоэлемента, которая выступает за переднюю сторону корпуса 8, имеет контакт с поверхностью источника сигнала.Such a transducer can, as already mentioned above, be used as a contact microphone or a microphone to detect noise shock accelerations, in which case only the end surface of the piezoelectric element, which protrudes beyond the front side of the housing 8, has contact with the surface of the signal source.

В одном конкретном примере преобразователь, показанный на фиг.2, имеет высоту 5,8 мм и диаметр 21,5/18,0 мм и массу приблизительно 7 г, его коэффициент передачи шумовых ударных ускорений составляет 1500 мВ/g, амплитудно-частотная характеристика в частотном диапазоне 50-5000 Гц имеет неравномерность в пределах 6 дБ, а отношение чувствительностей с передней и тыльной сторон составляет около 20 дБ.In one specific example, the transducer shown in FIG. 2 has a height of 5.8 mm and a diameter of 21.5 / 18.0 mm and a mass of approximately 7 g, its transmission coefficient of noise shock accelerations is 1500 mV / g, and the frequency response in the frequency range of 50-5000 Hz has an unevenness within 6 dB, and the ratio of sensitivities on the front and back sides is about 20 dB.

Еще один пример выполнения изобретения показан на фиг.3, где преобразователь обозначен позицией 10 и может иметь конструкцию согласно фиг.2.Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 3, where the transducer is indicated by 10 and may be constructed in accordance with FIG. 2.

Как можно видеть, край 13 корпуса 8 поддерживается цилиндрической втулкой 11 из эластичного звукопоглощающего материала, которая окружает корпус 8 по его периметру. Кроме того, имеется крышка 12, также в виде бачка, в которую помещен корпус 8 вместе с цилиндром 11, причем цилиндр 11, выполненный из звукопоглощающего материала, посредством соединительных участков 14 соединен, с одной стороны, с краем 13 корпуса, выполненным в виде фланца, а с другой стороны - с дном крышки 12. В то же самое время между дном корпуса 1 и дном стакана 12 имеется промежуток 15, который заполнен средой, поглощающей колебания. Это может быть воздух, вакуум, текучая или другая среда.As you can see, the edge 13 of the housing 8 is supported by a cylindrical sleeve 11 of elastic sound-absorbing material that surrounds the housing 8 along its perimeter. In addition, there is a lid 12, also in the form of a tank, into which the housing 8 is placed together with the cylinder 11, and the cylinder 11, made of sound-absorbing material, is connected, on the one hand, to the edge 13 of the housing, made in the form of a flange, by means of connecting sections 14 and, on the other hand, with the bottom of cover 12. At the same time, there is a gap 15 between the bottom of the housing 1 and the bottom of the glass 12, which is filled with vibration-absorbing medium. It can be air, vacuum, fluid or other medium.

В настоящем примере конструкции используется крышка, но могут также использоваться и другие варианты выполнения, делающие преобразователь 10 колебаний нечувствительным к посторонним колебаниям. При этом, однако, остается прежней основная концепция упругой звукопоглощающей подвески преобразователя и наличия промежуточного пространства, образующего двойное дно устройства.In the present construction example, a cover is used, but other embodiments may also be used, making the vibration transducer 10 insensitive to extraneous vibrations. However, the basic concept of an elastic sound-absorbing suspension of the transducer and the presence of an intermediate space forming a double bottom of the device remains the same.

В такой конструкции достигается значительное понижение или, для некоторых частот, фактически полное подавление чувствительности преобразователя к посторонним колебаниям, в то время как сохраняется высокая чувствительность к сигналам колебаний, которые действуют на переднюю сторону, при минимальном увеличении толщины преобразователя. Втулка из эластичного звукопоглощающего материала, окружающая корпус преобразователя, которая может иметь форму цилиндра, прикрепляется одной стороной к передней стороне корпуса, а другой стороной - к дну крышки, надетой на преобразователь, или только к одному внешнему диску. В то же самое время между корпусом преобразователя и диском, или между корпусом и дном крышки имеется промежуточное пространство, образующее двойное дно, которое может быть заполнено газом, вакуумом, жидкостью или другой поглощающей колебания средой.Such a design achieves a significant reduction or, for some frequencies, virtually complete suppression of the sensitivity of the transducer to extraneous vibrations, while maintaining high sensitivity to vibration signals that act on the front side with a minimum increase in the thickness of the transducer. A sleeve of elastic sound-absorbing material surrounding the transducer case, which may be in the form of a cylinder, is attached on one side to the front side of the case, and on the other side to the bottom of the cover worn on the transducer, or to only one external drive. At the same time, there is an intermediate space between the converter case and the disk, or between the case and the bottom of the cover, which forms a double bottom, which can be filled with gas, vacuum, liquid, or other vibration-absorbing medium.

Claims (18)

1. Преобразователь колебаний с установленным в корпусе пьезоэлектрическим элементом, содержащим пористое керамическое тело, имеющее открытые поры, и, по меньшей мере, два электрода, прикрепленные к этому телу, причем, по меньшей мере, та поверхность пьезоэлектрического элемента, которая не занята электродами, снабжена эластичным покрытием, одна торцевая поверхность пьезоэлектрического элемента жестко соединена с дном корпуса, противоположная торцевая поверхность представляет собой поверхность, которая является чувствительной к колебаниям внешней среды, а пьезоэлектрический элемент в корпусе окружен заливочным составом и механически отделен от него.1. The oscillation transducer with a piezoelectric element installed in the housing, containing a porous ceramic body having open pores, and at least two electrodes attached to this body, at least the surface of the piezoelectric element that is not occupied by electrodes, equipped with an elastic coating, one end surface of the piezoelectric element is rigidly connected to the bottom of the housing, the opposite end surface is a surface that is sensitive to vibrations niyamas external environment, and the piezoelectric element in the housing is surrounded by potting compound and is mechanically separated from it. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что эластичное покрытие выполнено герметичным и покрывает всю поверхность керамического тела вместе с электродами.2. The Converter according to claim 1, characterized in that the elastic coating is sealed and covers the entire surface of the ceramic body along with the electrodes. 3. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористое керамическое тело изготовлено из смеси титаната-цирконата свинца.3. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the porous ceramic body is made of a mixture of lead titanate-zirconate. 4. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористость составляет по меньшей мере 10%, предпочтительно более 30%.4. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the porosity is at least 10%, preferably more than 30%. 5. Преобразователь по п.4, отличающийся тем, что пористость предпочтительно лежит между 50 и 70%.5. The Converter according to claim 4, characterized in that the porosity preferably lies between 50 and 70%. 6. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное покрытие выполнено из силиконового каучука, изопренового каучука, или полиуретана, или другого подобного материала.6. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that said coating is made of silicone rubber, isoprene rubber, or polyurethane, or other similar material. 7. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что толщина указанного покрытия составляет от 0,1 до 1,5 мм, предпочтительно от 0,1 до 1,0 мм, а еще более предпочтительно - от 0,1 до 0,5 мм.7. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of said coating is from 0.1 to 1.5 mm, preferably from 0.1 to 1.0 mm, and even more preferably from 0.1 to 0 5 mm. 8. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что твердость указанного покрытия находится в диапазоне от 10 до 50 единиц по Шору, предпочтительно от 10 до 30 единиц по Шору А.8. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the hardness of said coating is in the range from 10 to 50 Shore units, preferably from 10 to 30 Shore A. 9. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористое керамическое тело с открытыми порами является по существу однородным.9. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the porous ceramic body with open pores is essentially uniform. 10. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковая поверхность пьезоэлемента окружена оболочкой, которая соединена с этой поверхностью нежестко для обеспечения указанного механического отделения заливочного состава от пьезоэлемента.10. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the side surface of the piezoelectric element is surrounded by a shell, which is connected to this surface non-rigidly to provide the specified mechanical separation of the casting composition from the piezoelectric element. 11. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что электроды пьезоэлемента соединены со схемой преобразователя импеданса, которая залита указанным заливочным составом.11. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes of the piezoelectric element are connected to the impedance converter circuit, which is filled with the specified casting composition. 12. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что чувствительная торцевая поверхность пьезоэлемента выступает из корпуса.12. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the sensitive end surface of the piezoelectric element protrudes from the housing. 13. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанная чувствительная торцевая поверхность покрыта металлической фольгой, или проволочной сеткой, или фольгой из металлизированной пластмассы, или электропроводным эластомером.13. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that said sensitive end surface is coated with a metal foil, or wire mesh, or a foil of metallized plastic, or an electrically conductive elastomer. 14. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус помещен в рамку из материала, поглощающего колебания, и соединен с ней.14. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the housing is placed in a frame of material that absorbs vibrations, and connected to it. 15. Преобразователь по п.14, отличающийся тем, что рамка включает втулку, по меньшей мере частично окружающую корпус, и опорную пластину, причем между втулкой и корпусом имеется промежуток, который заполнен средой, поглощающей колебания.15. The Converter according to 14, characterized in that the frame includes a sleeve, at least partially surrounding the housing, and a support plate, and between the sleeve and the housing there is a gap that is filled with a medium that absorbs vibrations. 16. Преобразователь по п.15, отличающийся тем, что втулка закреплена на фланце корпуса, а опорная пластина является частью крышки, окружающей корпус.16. The Converter according to item 15, wherein the sleeve is mounted on the flange of the housing, and the support plate is part of the cover surrounding the housing. Приоритет по пунктам:Priority on points: 27.07.2001 - пп. 1-6, 10-16;07.27.2001 - pp. 1-6, 10-16; 25.07.2002 - пп. 7-9.07/25/2002 - p. 7-9.
RU2002119726/28A 2001-07-27 2002-07-25 Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element RU2298300C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10137425.9 2001-07-27
DE10137424A DE10137424C2 (en) 2001-07-27 2001-07-27 vibration transducer
DE10137425A DE10137425B4 (en) 2001-07-27 2001-07-27 Piezoelectric element
DE10137424.0 2001-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002119726A RU2002119726A (en) 2004-03-20
RU2298300C2 true RU2298300C2 (en) 2007-04-27

Family

ID=26009833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002119726/28A RU2298300C2 (en) 2001-07-27 2002-07-25 Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6897601B2 (en)
EP (1) EP1282174B1 (en)
JP (1) JP4318433B2 (en)
KR (1) KR100924618B1 (en)
CN (1) CN100397673C (en)
AT (1) ATE398837T1 (en)
DE (1) DE50212375D1 (en)
DK (1) DK1282174T3 (en)
ES (1) ES2307708T3 (en)
HK (1) HK1053191B (en)
RU (1) RU2298300C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686492C1 (en) * 2018-03-16 2019-04-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production
RU190175U1 (en) * 2018-11-12 2019-06-24 Алексей Валерьевич Косцов GLOVE WITH PRESSURE SENSORS
RU2710103C1 (en) * 2018-11-30 2019-12-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Method of producing composite sensitive piezoelectric cell
RU197428U1 (en) * 2019-11-25 2020-04-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» Piezoelectric sonar transducer
RU2802593C1 (en) * 2020-01-17 2023-08-30 Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. Bone conductivity microphone

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2176108B1 (en) * 2000-12-19 2004-01-16 Senal Angel Castillo CONSTRUCTION SYSTEM OF FOUNDATIONS WITH ANTISISMIC PLATES.
US7513147B2 (en) * 2003-07-03 2009-04-07 Pathfinder Energy Services, Inc. Piezocomposite transducer for a downhole measurement tool
US7075215B2 (en) * 2003-07-03 2006-07-11 Pathfinder Energy Services, Inc. Matching layer assembly for a downhole acoustic sensor
FR2870375B1 (en) * 2004-05-14 2006-12-08 Virtual Switches Sa DEVICE FOR DIAGNOSING AT LEAST ONE OPERATING PARAMETER OF AN INDUSTRIAL APPARATUS
US7694734B2 (en) * 2005-10-31 2010-04-13 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for insulating a resonator downhole
US7587936B2 (en) * 2007-02-01 2009-09-15 Smith International Inc. Apparatus and method for determining drilling fluid acoustic properties
KR100917233B1 (en) * 2007-07-26 2009-09-16 한국전자통신연구원 Surface-coated polymer actuator and its manufacturing method
DE102007037561A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-19 Ceotronics Aktiengesellschaft Audio . Video . Data Communication Sound transducer for the transmission of audio signals
US8117907B2 (en) 2008-12-19 2012-02-21 Pathfinder Energy Services, Inc. Caliper logging using circumferentially spaced and/or angled transducer elements
JP5006354B2 (en) * 2009-01-29 2012-08-22 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive resonator
TW201033050A (en) * 2009-03-10 2010-09-16 shi-xiong Li Anti-EMI ultrasonic probe
CN102384803B (en) * 2011-08-08 2012-12-26 大连理工大学 Electromagnetic interference preventing embedded type multifunctional piezoelectric intelligent aggregate of concrete structure
CA2846269C (en) * 2011-08-24 2019-01-15 National Research Council Of Canada Porosity control in piezoelectric films
JP5880934B2 (en) * 2011-12-20 2016-03-09 セイコーエプソン株式会社 Sensor device, sensor module, force detection device, robot
JP5880936B2 (en) * 2011-12-20 2016-03-09 セイコーエプソン株式会社 Sensor device, sensor module, force detection device, and robot
JP5880935B2 (en) * 2011-12-20 2016-03-09 セイコーエプソン株式会社 Sensor device, sensor module, robot, and manufacturing method of sensor device
JP5895615B2 (en) * 2012-03-09 2016-03-30 セイコーエプソン株式会社 Sensor module, force detection device and robot
US9818925B2 (en) * 2012-06-14 2017-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Vibrating body, method of manufacturing the same and vibration type drive device
EP2741283A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-11 Baumer Electric AG Electronic attenuation of the active element of an ultrasonic sensor
DE102013104186A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Coatec Gmbh Bearing ring, electrically insulating coating and method for applying an electrically insulating coating
EP3101441B1 (en) * 2015-06-03 2018-05-16 Pepperl + Fuchs GmbH Ultrasound converter
CN107277722A (en) * 2017-06-23 2017-10-20 华中科技大学 Flexible generating element, self-driven vocal print sensor and Application on Voiceprint Recognition security system
DE102017221618A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Continental Automotive Gmbh Ultrasonic transducer with at least one piezoelectric oscillator
JP6741931B2 (en) * 2018-07-17 2020-08-19 清 永井 Method for manufacturing porous piezoelectric material and method for manufacturing arrayed probe
KR102075911B1 (en) * 2018-10-16 2020-02-12 한국생산기술연구원 Composite sensor and manufacturing method thereof
CN113141565B (en) 2020-01-17 2024-08-13 深圳市韶音科技有限公司 Microphone device
CN111884616B (en) * 2020-07-23 2021-04-13 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 A substrate substrate/piezoelectric material film structure and its preparation method and application
DE102020121337A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Tdk Electronics Ag Piezoelectric transducer and method for adjusting the electromechanical properties of a piezoelectric transducer
US12226790B2 (en) * 2021-05-28 2025-02-18 Nissan North America, Inc. Acoustic force assisted painting system

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL102059C (en) * 1953-12-21
US2814575A (en) * 1954-08-13 1957-11-26 Hodes Lange Corp Method and apparatus for cleaning ampoules with the aid of ultrasonic vibration
US3230402A (en) * 1963-08-15 1966-01-18 Anne B Nightingale Piezoelectric crystal
US3360665A (en) * 1965-04-15 1967-12-26 Clevite Corp Prestressed piezoelectric transducer
JPS5831427Y2 (en) * 1976-12-28 1983-07-12 呉羽化学工業株式会社 Polymer piezoelectric transducer
GB2068355B (en) * 1979-12-26 1983-09-01 Okazaki K Method of manufacturing interconnected porous ceramics
DE3023155A1 (en) * 1980-06-20 1982-01-07 Telemit Electronic GmbH, 8000 München Piezoelectric contact microphone - has contact area supporting and operating stressed piezo pillar under its elasticised lower retaining flange diaphragm
JPS58119300A (en) * 1982-01-08 1983-07-15 Nippon Columbia Co Ltd Microphone
JPS6378700A (en) * 1986-09-22 1988-04-08 Toshiba Corp Composite piezoelectric ultrasonic probe
JPH01174278A (en) * 1987-12-28 1989-07-10 Misuzu Erii:Kk Inverter
JP2745147B2 (en) * 1989-03-27 1998-04-28 三菱マテリアル 株式会社 Piezoelectric transducer
US4952836A (en) * 1989-04-27 1990-08-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Piezoelectrostatic generator
US4928264A (en) * 1989-06-30 1990-05-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Noise-suppressing hydrophones
EP0515521B1 (en) 1990-02-14 1994-09-28 Endevco Corporation Surface-mount piezoceramic accelerometer and method for making same
DE4029972A1 (en) 1990-09-21 1992-03-26 Siemens Ag PIEZOCERAMIC ULTRASONIC TRANSDUCERS
US5148077A (en) * 1990-09-28 1992-09-15 Caterpillar Inc. Coating surrounding a piezoelectric solid state motor stack
US5305507A (en) * 1990-10-29 1994-04-26 Trw Inc. Method for encapsulating a ceramic device for embedding in composite structures
US5894651A (en) * 1990-10-29 1999-04-20 Trw Inc. Method for encapsulating a ceramic device for embedding in composite structures
JPH0678070A (en) 1992-08-25 1994-03-18 Canon Inc Programmable transmitting equipment
JPH06269094A (en) 1993-03-16 1994-09-22 Japan Radio Co Ltd Ultrasonic wave transmitter-receiver
US5550790A (en) * 1995-02-10 1996-08-27 Kistler-Morse Corporation Acoustic transducer for level measurement in corrosive chemical environments
DE19814697C1 (en) 1998-04-01 1999-10-21 Doru Constantin Lupasco Piezoelectric actuator, especially multilayer ceramic piezo-actuator used as positioning device, ultrasonic emitter, valve controller or sensor
EP0979686A3 (en) * 1998-08-12 2002-02-06 Ueda Japan Radio Co., Ltd. Porous piezoelectric ceramic sheet and piezoelectric transducer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686492C1 (en) * 2018-03-16 2019-04-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production
RU190175U1 (en) * 2018-11-12 2019-06-24 Алексей Валерьевич Косцов GLOVE WITH PRESSURE SENSORS
RU2710103C1 (en) * 2018-11-30 2019-12-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Method of producing composite sensitive piezoelectric cell
RU197428U1 (en) * 2019-11-25 2020-04-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» Piezoelectric sonar transducer
RU2802593C1 (en) * 2020-01-17 2023-08-30 Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. Bone conductivity microphone

Also Published As

Publication number Publication date
DE50212375D1 (en) 2008-07-31
HK1053191B (en) 2009-06-05
JP2003069104A (en) 2003-03-07
EP1282174B1 (en) 2008-06-18
US6897601B2 (en) 2005-05-24
CN1400677A (en) 2003-03-05
ES2307708T3 (en) 2008-12-01
EP1282174A3 (en) 2006-12-20
CN100397673C (en) 2008-06-25
ATE398837T1 (en) 2008-07-15
US20030107302A1 (en) 2003-06-12
KR100924618B1 (en) 2009-11-02
HK1053191A1 (en) 2003-10-10
JP4318433B2 (en) 2009-08-26
EP1282174A2 (en) 2003-02-05
RU2002119726A (en) 2004-03-20
DK1282174T3 (en) 2008-10-27
KR20030010560A (en) 2003-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2298300C2 (en) Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element
CA1219056A (en) Integrated electroacoustic transducer
TWI443061B (en) Microelectromechanical system (MEMS) microphone package and method of manufacturing same
US5389848A (en) Hybrid ultrasonic transducer
US4012604A (en) Microphone for the transmission of body sounds
Kressmann New piezoelectric polymer for air-borne and water-borne sound transducers
US4996675A (en) Signal sensor insensitive to static pressure variations
US4482834A (en) Acoustic imaging transducer
US4596903A (en) Pickup device for picking up vibration transmitted through bones
US5161200A (en) Microphone
US3728562A (en) Electroacoustic transducer having transducing element supporting means
US4737939A (en) Composite transducer
US3732446A (en) Electroacoustic transducer resistant to external mechanical vibrations
WO1989005445A1 (en) An acoustic emission transducer and an electrical oscillator
CN218988820U (en) MEMS chip packaging structure and ultrasonic sensor with same
Tressler et al. Capped ceramic hydrophones
CN111083622A (en) A New Micro-Electro-Mechanical System Microphone Against Radio Frequency Interference
JP3389536B2 (en) Electret condenser microphone
GB2141902A (en) Composite transducer
JP5419254B2 (en) Microphone unit
CN220755386U (en) Ocean exploration sensor
CN221553402U (en) Bone conduction microphone
CN210958795U (en) Novel prevent radio frequency interference's micro-electromechanical system microphone
JPH0418519B2 (en)
JPH04185099A (en) Underwater echo receiver

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130726